Жаңалықтар

Жақында Қытай зерттеушілері дәстүрлі литий-ионды батареялардың энергия тығыздығы мен өнімділік шектеулерін еңсеріп, энергия тығыздығы 600 watt-hours/kg-тан асатын жұмсақ қаптамалы ұяшықтар мен сыйымдылығы 480 watt-hours/kg болатын модульдік батареяларды әзірледі. Бұл өнімділік көрсеткіштері қолданыстағы литий-ионды батареялардың энергия тығыздығы мен батареяның қызмет ету мерзімін тікелей 2-3 есе жақсартады.

Электр көлігі, төмен биіктік экономикасы, тұтынушылық электроника және гуманоид роботтар сияқты жаңа салалардың қарқынды дамуымен жоғары энергиялы, ұзақ қызмет ететін қайта зарядталатын батареяларға сұраныс барған сайын шұғыл бола түсуде. Энергия тығыздығы — батареяның негізгі көрсеткіші, ал салмақ пен көлемді азайта отырып көбірек энергияны қалай сақтау керектігі — бүкіл әлем зерттеушілері еңсеруге ұмтылып отырған техникалық сын-қатер.

Теориялық энергия тығыздығы дәстүрлі литий-ионды батареяларға қарағанда едәуір жоғары литий металл батареялары қолданыстағы батареялардың өнімділік шектеулері мен қызмет ету мерзімі мәселелерін шеше алатын келесі буын батарея технологиясы ретінде қарастырылады. Алайда қазіргі электролит конструкциялары батареяның энергия шығуын арттыру және циклдік қызмет мерзімі талаптарын бір мезгілде қанағаттандыруда қиналады.

Көп жылдық инновациялық зерттеулер мен техникалық серпілістерден кейін Тяньцзинь университетінің зерттеу тобы және оның серіктестері жоғары энергиялы литий металл батареяларының электролиттері үшін "локализацияланбаған" дизайн тұжырымдамасын алғаш болып ұсынды. Бұл тұжырымдама дәстүрлі электролит дизайнының басым сольватация құрылымына тәуелділігін бұзып, энергия тығыздығын да, жалпы өнімділікті де жақсартуға қол жеткізеді. Зерттеу нәтижелері 13 тамызда халықаралық академиялық Nature журналында жарияланды.

Тяньцзинь университетінің Материалтану және инженерия мектебінің профессоры және топ жетекшісі Ху Вэньбинь бұл инновация арқылы зерттеу тобы жоғары энергия тығыздықты "Battery600" батареясы үшін өнімділік мақсаттарына қол жеткізіп, жоғары энергия тығыздықты "Pack480" батарея блогының ауқымдануын сәтті жүзеге асырғанын, осылайша литий металл батареяларын болашақта қолдану үшін маңызды негіз қалағанын түсіндірді. Сонымен қатар, бұл технология тамаша циклдік тұрақтылық пен қауіпсіздікті де көрсетеді.

Қазіргі уақытта Тяньцзинь университетінің Ұлттық энергия сақтау технологиясы өнеркәсіп-білім интеграциясы инновациялық платформасы және Бағалы металдардың функционалдық материалдары жөніндегі ұлттық негізгі зертхана сияқты ұлттық платформаларға сүйене отырып, топ осы нәтижелерді техникалық трансформациялау мен қолдануды валидациялауды белсенді түрде ілгерілетуде. Олар жоғары энергиялы литий металл батареялары үшін пилоттық өндіріс желісін құрып үлгерді, және олар менің елімдегі шағын көлемді толық электрлік ұшқышсыз әуе көліктерінің 3 моделінде сәтті қолданылып, қолданыстағы батареялармен салыстырғанда ұшу уақытын 2.8 есе арттырды.

Хабарланғандай, топ қазіргі уақытта жоғары энергиялы литий батареяларының бүкіл тізбегінің, атап айтқанда "материалдар-электролит-электрод-батарея" негізгі технологияларын меңгерген. Барлық шикізат пен негізгі технологиялар тәуелсіз бақыланады, ал топтың жоғары бірізділікпен жаппай өндіру мүмкіндігі бар. Биылғы жылдың екінші жартысында толық көлемде өндіріске енгізіледі деп күтілуде.